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Les technologies térahertz au service de l’industrie et du secteur médical

29 novembre 2016

Les ondes térahertz de faible énergie, donc sans danger pour l’homme, sont au cœur d’un nouveau système d’imagerie compact destiné au contrôle non destructif dans l’industrie et le secteur médical. Ce produit a été créé par une jeune start-up dédiée aux technologies térahertz, LYTID, initiée par Pierre Gellie, physicien formé au Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantique (MPQ, CNRS/Univ. Paris Diderot). A tout juste un an, LYTID fête ses premiers succès : premier produit vendu, une embauche et une distinction internationale.

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Et la lumière fut… dans l’esprit de Pierre Gellie, alors qu’il réalise sa thèse à l’université Paris Diderot sur les « propriétés spectrales des lasers à cascade quantique térahertz » au sein du laboratoire MPQ, déjà reconnu dans ce domaine. Face au potentiel d’application de ce type d’ondes encore sous-utilisées, germe déjà l’envie de tenter l’aventure entrepreneuriale. La lumière est aussi au cœur de son objet d’étude, plus particulièrement les ondes térahertz, ou « rayons T » qui, depuis le Big-Bang, composent 98 % de la lumière de l’univers. De nature électromagnétique, ces radiations adoptent une gamme de fréquences qui se situe entre celle des micro-ondes et de l’infrarouge (soit entre 0,1 et 10 térahertz). Elles sont restées longtemps peu exploitées car, n’existant pas de manière naturelle sur Terre, elles doivent être générées à partir de sources artificielles et nécessitent des détecteurs adaptés.

Pour générer ces ondes térahertz, l’idée de Pierre Gellie a donc été de mettre au point un produit simple d’utilisation dont le coeur de la technologie est fondé sur un nouveau type de laser dit à « cascade quantique », co-inventée par le professeur Carlo Sirtori, directeur du laboratoire MPQ. Cette technologie est basée sur la structuration d’un cristal semi-conducteur, permettant ainsi de générer des photons à des longueurs d’onde jusque là inaccessibles en faisant passer un courant électrique dans le cristal. Contrairement aux dispositifs utilisés précédemment dans les laboratoires, le système ne nécessite pas l’emploi d’azote ou d’hélium liquide, un produit rare, cher et délicat à utiliser : il utilise un moteur de refroidissement issu des technologies spatiales. « On a réussi à créer un dispositif d’imagerie compact et facilement utilisable qui permet d’exploiter les propriétés singulières des ondes térahertz : de faible énergie et non-ionisantes, elles ne sont pas nocives pour la santé et, par leur pouvoir pénétrant, permettent d’étudier la structure interne des matériaux (tissus vivants, bois, céramiques, plastiques…) sans les détruire. De plus, grâce à la forte puissance optique des ondes térahertz crées via ce dispositif, on peut acquérir des images en temps réel » explique le physicien, une petite révolution là aussi. Les applications sont potentiellement nombreuses : amélioration de l’imagerie médicale et du diagnostic de cancers, notamment en dermatologie, étude de la qualité des matériaux dans l’industrie, la recherche en biologie végétale…

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TeraCascade, source d’ondes térahertz produite par Lytid, repose sur les derniers développements de la technologie "laser à cascade quantique" © Lytid


Un prototype et la naissance de Lytid

Le premier prototype est développé en 2014 au laboratoire MPQ, dans le cadre d’un projet de maturation co-financé par la SATT Idf Innov et le Labex SEAM et avec le soutien de l’incubateur Agoranov. En février 2015, Pierre Gellie est rejoint par Jean-Charles Roche, ingénieur en matériaux et gestion de production et également détenteur d’un master spécialisé en entreprenariat, qui contribue à la conception du produit, assure la partie business development de Lytid ainsi que l’étude de marchés potentiels. L’équipe participe au concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes, le « I-Lab » du ministère de la Recherche et de l’Enseignement Supérieur et en ressort lauréate dans la catégorie « émergence ». Forts de cet élan, les deux co-fondateurs créent officiellement LYTID en juillet 2015… et ne s’arrêtent pas en si bon chemin. En février 2016, la jeune start-up reçoit une prestigieuse distinction dans la catégorie « Lasers Scientifiques », lors des « Prism Awards for Photonics Innovation » organisés à l’occasion du salon mondial Photonics West (San Francisco)1. Son produit TeraCascade figure ainsi parmi les meilleures innovations technologiques du secteur, reconnues pour leur potentiel d’impact socio-économique. Depuis, cette source laser térahertz développée par la start-up a fait l’objet d’une première vente auprès d‘un laboratoire de recherche, en juillet 2016. Grâce à cette vente, Lytid vient de recruter un premier collaborateur et va accueillir trois stagiaires en fin d’études. « Nous travaillons actuellement sur une première piste : adapter leur produit à des systèmes d’imagerie pour le contrôle non-destructif et l’imagerie médicale. Ainsi, nous collaborons avec plusieurs chercheurs dans ces domaines pour étudier le développement des applications du dispositif » précisent les deux co-fondateurs. Il faudra encore environ trois ans avant de disposer des applications… et de s’ouvrir à d’autres marchés !


1 Lytid est lauréate d’un « Prism Awards for Photonics Innovation ». Cette compétition mondiale est organisée chaque année par SPIE (Société Internationale pour l’Optique et la Photonique) et Photonics Media (éditeur de magazines spécialisés).

Contact chercheur

Pierre Gellie, T 06 99 37 50 53, président de Lytid

Informations complémentaires

www.lytid.com
www.univ-paris-diderot.fr